پرسلن دنداني

شايد سراميك بهترين ماده موجود براي جورشدن با كمپلكس دندان انسان از نظر زيبايي باشد.سراميك به طور گسترده اي به صورت مواد ونير كننده در كراون هاي سراميك-فلز وكراون هاي تمام سراميك ، دنچرهاي پارسيل فيكس،اينله ها ،آنله ها و دندان هاي مصنوعي سراميكي به كار مي رود

.‏
اصطلاح پرسلن به خانوادهاي از مواد سراميكي اشاره دارد كه در درجه حرارت هاي بالا پخته مي شود.يك ونيراستتيك پرسلن (لامينيت ونير)لايه اي از پرسلن است كه به سطح دندان تراش خورده ،باند مي شود و نماي بد دندان را مي پوشاند. ونيرهاي پرسلني در لابراتورهاي دندانپزشكي ساخته مي شود. در ابتدا ونيرهاي پرسلني از پرسلن فلدسپاتيك ساخته شده و ‏sinter‏ مي شد. اخيرا اغلب ونيرهاي پرسلني با ‏heat pressing‏ ساخته شده و از ‏leucite-reinforced‏ يا ‏lithium-dislicate‏ براي ساختشان استفاده مي شود. براي بدست آوردن چسبندگي كافي ،ميناي دندان را با اسيد فسفريك و سطح باندينگ پرسلن را با اسيد هيدروفلوريك اچ مي كند. كامپوزيت رزيني كه به طور اختصاصي جهت باند شدن به سراميك فرمول بندي مي شود، به عنوان ادهزيو به كار مي رود. ‏
اينله ها و آنله هاي سراميكي، جانشيني براي كامپوزيت رزين هاي خلفي مي باشد و مقاومت سايشي بهتري نسبت به كامپوزيت رزين هاي خلفي دارد ‏‎;‎‏ بنابراين دوام آنها بيشتر است. اينله يك فلز، چيني يا پلاستيك ترميمي است كه براي يك حفره تعبيه شده در دندان، ساخته مي شود و به آن سيمان مي شود. آنله يك نوع ترميم ريختگي است كه تمامي سطوح اكلوزال(سطح جونده دندان هاي خلفي) يك دندان را مي پوشاند. ‏

طبقه بندي پرسلن هاي دنداني
پرسلن هاي دنداني بر اساس درجه حرارت ذوب يا ‏fusion‏ به چهار دسته زير طبقه بندي مي شود: ( جدول 1 )‏

‎1300?
‎
High fusing
‎1101-1300?
‎
Medium fusing
‎850-1100?‎
Low fusing

‎?‎‏850>‏
Ultra-low fusing

پرسلن هاي ‏Medium fusing ‎‏ و‏‎ High fusing‎درساخت دندان هاي دنچرو پرسلن هاي ‏Ultra-low fusing‏ و‏‎ Low fusing‎‏ در ساخت كراون ها و بريج استفاده مي شود.‏‎ ‎نوع ‏ultra-low‏ داراي ضريب انقباض كمي مطابق با ضريب انقباض فلزات است و به دليل داشتن نقطه ذوب پائين ريسك بوجود آمدن اكسيد فلزي را كاهش مي دهد. در پرسلن هاي با نقطه ذوب بالا، شبكه اصلي مركب از فلدسپارهاي طبيعي است كه با 15% كوارتز آزاد تقويت شده است. براي تهيه پرسلن با نقطه ذوب پائين يا متوسط، مي توان فلاكس هاي اكسيد بور(‏B2O3‎‏)‏‎ ‎‏ يا اكسيد ليتيوم (‏LiO2‎‏)‏‎ ‎‏ را به عناصر موجود در فلدسپات طبيعي اضافه كرد. ‏

تركيبات پرسلن دنداني
سراميك هاي دنداني ابتدا در اواخر سال 1700 در دندانپزشكي به كار مي‌رفت. در اوايل سال 1900 پرسلن هاي ژاكت كراون گسترش يافت كه شامل پرسلن هاي فلدسپاتيك يا آلومينوس بود كه بر روي فويل پلاتيني نازك پخته مي شد. به دليل اختلاف زياد ضريب انبساط حرارتي آلياژهاي فريم ورك1 و سراميك هاي ونير كننده كه در اثر سرد شدن منجر به شكست مي شد، پرسلن هاي فلدسپاتيك حاوي لوسايت گسترش يافت. اين ابداع به مواد سراميكي اجازه داد تا به فرم ورك فلزي باند شود. سراميك هاي تقويت شده با آلومينا بعدا جهت بهبود خواص مكانيكي معرفي شد. در20 سال گذشته مواد و تكنيك هاي جديدي براي ساخت تكنيك هاي تمام سراميكي شناخته شده اند كه شامل مواد تمام سراميك‏‎ ‎‏ ‏slip cast , heat pressed machined,‎‏ است.‏
‏ در سال 1838‏‎,‎‏ ‏Elias Wildman‏ اولين پرسلن دنداني با شفافيتي مطابق با دندان طبيعي ساخت. ابتدائي ترين پرسلن هاي دنداني تركيبي از كائولين،كوارتز و فلدسپار بود(شكل1).‏
كائولين،سيليكات آلومينيوم هيدراته شده(‏Al2O3.2SiO2.2H2O‏)است كه بعنوان يك باندر2، عمل مي كند. وجود حتي مقدار كمي از كائولين منجر به عدم شفافيت مي شود لذا پرسلن هاي دنداني اوليه از شفافيت كافي بر خوردار نبود‎;‎‏ بنابراين كائولين از پرسلن هاي دنداني حذف شد.‏
كوارتزمستحكم ترين جزء در طول پروسه ‏firing‏ است كه بدون تغيير باقي مي ماند و تشكيل يك فاز كريستالي مي دهد‏‎;‎‏ اين فاز ميان فاز شيشه اي ناشي از ذوب فلدسپار پراكنده شده است.
فلدسپار تركيبي از پتاسيم-آلومينو سيليكات(‏K2O.Al2O3.6SiO2‎‏) و سديم-آلومينوسيليكات (‏Na2O.Al2O3.6SiO2‎‏) مي باشد. نسبت بين پوتاش ‏K2O)‎‏) و سودا‏‎( Na2O)‎‏ حائز اهميت است به طوريكه بر روي ويژگي هاي فلدسپار تاثيرگذار است. سودا منجر به كاهش دماي فيوژن و پوتاش ويسكوزيته شيشه گداخته‎3‎‏ را ،افزايش مي دهد. درجه حرارت فيوژن فلدسپار?1125-1170 مي باشد. در طول پروسه ‏firing‏ ،هميشه احتمال ايجاد جريان هاي ‏pyroplastic‏ افراطي كه منجر به گرد شدن لبه ها و در نتيجه تغيير شكل ظاهري دندان مي شود، وجود دارد. به همين دليل انتخاب مقدار صحيحي از پوتاش به منظور جلوگيري از اين مسئله حائز اهميت است. ‏

خواص پرسلن هاي دنداني
خواص پرسلن هاي دنداني به تركيب، رنگ، ساختمان ميكروسكوپي و تجمع نقايص آن بستگي دارد. نقص در پرسلن ها به دليل وجود ترك هاي سطحي يا درطي فرآيند ساخت ايجاد مي شود. نقايص ساخت طي مراحل توليد ايجاد شده و شامل ناخالصي هايي است كه درمرحله متراكم سازي ايجاد شده است. وجود ميكروترك ها و ترك هاي سطحي در اثر سرد كردن پرسلن نيز مي تواند به دليل اختلاف انقباض حرارتي كريستال هاي لوسايت و فاز گلاسي باشد، يا در صورتيكه پرسلن خيلي سريع سرد شود به دليل شوك حرارتي باشد(شكل2).‏
جور بودن رنگ يك مسئله حياتي در جايگزين كردن دندان هاي طبيعي است. رنگ پودرهاي پرسلن دنداني كه به صورت تجاري از قبل مخلوط شده است داراي محدوده زرد تا زرد-قرمز مي باشد. به دليل اينكه محدوده رنگ دندان هاي طبيعي بسيار بيشتر از محدوده موجود در كيت پرسلن از قبل مخلوط شده است، از پرسلن هاي تغيير دهنده جهت تعديل رنگ استفاده مي شود. اين ماديفايرها پرسلن هاي بسيار پيگمانته بوده و معمولا به رنگ هاي آبي، زرد، صورتي، نارنجي،قهوه اي و خاكستري تهيه مي شوند. خاصيت بحراني ديگر پرسلن هاي دنداني ترانسلوسنسي4 آن ها مي باشد. ترانسلوسنسي پرسلن هاي اپك، دنتين و انامل متفاوت است. پرسلن هاي اپك ترانسلوسنسي بسيار كمي دارند كه به آن ها اجازه مي دهد كه سطح ساختمان فلزي زيرين را بپوشاند. ترانسلوسنسي پرسلن دنتين محدوده اي بين 18-38% مي باشد. پرسلن هاي انامل داراي بيشترين مقدار ترانسلوسنسي در محدوده اي بين45-50% است. ترانسلوسنسي مواد پرسلن هاي تمام سراميك با ماهيت فاز كريستالين آن ها تغيير مي كند.
‏

پرسلن هاي سراميك-فلز
پرسلن هاي سراميك-فلز قدرت و دقت فلز ريختگي را همراه با زيبايي پرسلن دارا مي باشد.از زمانيكه پرسلن هاي سراميك-فلز در دندانپزشكي شناخته شد تاكنون اسامي زيادي به آن نسبت داده شده است:

‏Ceramic crown
Porcelain veneer crown (PVC)
Porcelain fused to metal (PFM)
Porcelain fused to gold (PFG)

‎و هماكنون اصطلاح سراميك-فلز و مخفف آنMCR‏ منطقي ترين نام براي اين پرسلن ها به نظر مي رسد.
پرسلن هاي سراميك-فلز از يك فلز ريختگي يا كوپينگ‎5‎‏ كه بر روي دندان تراش خورده قرار مي گيرد و لايه اي كه روي فلز را مي پوشاند، تشكيل شده است (شكل3). كوپينگ فلزي توسط سه لايه پرسلن پوشيده مي شود:‏
‏1-لايه اپك(‏Opaque Shade‏) : لايه زيرين پرسلن بوده كه روي فلز را مي پوشاند و نقش مهمي در اتصال بين فلز و پرسلن ايفاء مي كند.
2-عاج(‏Dentine‏): قسمت عمده پرسلن را تشكيل مي دهد و رنگ ودرجه رنگ را مشخص مي كند.
3-انامل(‏Enamel‏): ترانسلوسنسي پرسلن را موجب مي شود.‏

پرسلني كه براي پوشاندن فلزات بكار مي رود بايد خواص ويژه اي داشته باشد. به منظور جلوگيري از نيروهاي كششي نامطلوب در سطح پرسلن به هنگام سرد شدن، بايد ضريب انبساط حرارتي آن كمي كمتر از ضريب انبساط حرارتي ساختار فلزي باشد (6-10*5/14 به ازاي هر درجه سانتي گراد براي فلز).
از نظر تركيبات سازنده، پرسلن سراميك-فلز مشابه پرسلن فلدسپاتي است. البته تركيبات قليايي و مقدار اكسيدهاي اضافي موجود در آن با پرسلن فلدسپاتي اندكي متفاوت است. درصد اكسيدهاي سديم و پتاسيم اين انواع بيش از پرسلن هاي عادي مي باشد تا ميزان انبساط حرارتي پرسلن افزايش يافته و با انبساط حرارتي فريم ورك فلزي سازگاري بيشتري پيدا كند و از پيشرفت ترك جلوگيري شود. بعضي از انواع پرسلن هاي سراميك-فلز حاوي لوسايت است كه بعنوان فاز كريستالين عمل مي كند. بدليل انبساط بسيار زياد لوسايت، كريستالي شدن آن در پرسلن موجب تطبيق ضريب انبساط حرارت سراميك با آلياژهاي طلا مي شود. با افزودن مقداري ‏K2O‏ در پرسلن، فاز لوسايت در كل توده پرسلن ايجاد مي شود كه تمايل آنرا به كريستالي شدن افزايش مي دهد. ‏
پرسلن اپك كه مستقيما بر روي فريم ورك افزوده مي شود، تقريبا شبيه مخلوط فلاكس هاي شيشه فلدسپاتيك سديم-پتاسيم است و داراي تركيبات زير مي باشد:‏

‏(جدول 2) تركيبات پرسلن اپك‏

‎48.00-59.00‎
SiO2‎
silica
‏20.00-16.30
Al2O3‎
alumina
‏10.30-8.40
K2O
potash
‏7.00-5.70
Na2O
Soda
‏1.45-1.20
CaO
Calcium oxide
‏1.45-1.20
B2O3‎
Boric Oxide
‏3.30-2.70
TiO2‎
Titania
‏5.25-4.30
SnO2‎
Tin Oxide
‏1.50-1.20
ZnO2‎
Zinc Oxide
trace
Fe2O3‎
Ferric Oxide
trace
F2‎
Fluorine

پرسلن اپك را از مواد حاجب نور (‏opacifier‏) اشباع مي كند تا رنگ لايه فلزي را پوشانده و در ضمن حداقل ضخامت ممكن را داشته باشد. اپك هاي مدرن كه به صورت رنگ روي فلز زده مي شود، مي تواند حتي در ضخامت هاي بسيار كم ‏‎100µm‎‏ نيز رنگ فلز را كاملا بپوشاند. شايان توجه است كه اين مواد به شدت نور را منعكس كرده و چون رنگ و خاصيت بازتابي آن ها بر رنگ پرسلن انامل موثر است، مي تواند موجب بروز مشكلاتي شود.‏
پرسلن هاي عاج و انامل كه روي اپك پودرگذاري مي شود از شيشه هاي فلدسپاتي ساخته مي شود و تركيبات آنها به صورت زير است:
(جدول 3) تركيبات پرسلن هاي دنتين و انامل‏

‏66.2-59.2
SiO2‎
silica
‏18.9-14.5
Al2O3‎
alumina
‏12.3-9.5
K2O
potash
‏9.7-4.7
Na2O
Soda
‏2.10-0.4
CaO
Calcium oxide
‏0.29-0.25
TiO2‎
Titania
‏5.25-4.30
SnO2‎
Tin Oxide
‏0.055-0.045
Fe2O3‎
Ferric Oxide
‏0.50-0.20‏
F2‎
Fluorine

نكته قابل توجه اين است كه اكسيدهاي بور و ليتيوم به عنوان فلاكس در پرسلن انامل بكار نرفته است. ‏
تركيبات فوق به دقت با يكديگر مخلوط شده و جهت پخت تا ?1200 در كوره حرارت داده مي شود. به طور كلي در اثر حرارت ناشي از پخت، سراميك هاي دنداني از دو فاز تشكيل مي شود:
1- فاز شيشه اي يا گلاسي(‏vitreous‏) ناشي از متلاشي شدن فلدسپار در دماي بالا
2- فاز كريستالين كه از لوسايت(‏K2O.Al2O3.4SiO2‎‏)‏‎ ‎تشكيل مي شود.
فاز گلاسي در بر گيرنده فاز كريستالي است. افزايش ميزان فاز گلاسي منجر به افزايش ترنسلوسنسي يا به عبارتي شفافيت پرسلن دنداني مي شود ولي در عوض مقاومت به پيشرفت ترك را كاهش مي دهد. لذا جهت بهبود خواص مكانيكي سراميك دنداني، ميزان فاز كريستالي را افزايش مي دهد. موادي كه در پرسلن هاي دنداني تمام سراميك به كار مي روند بيش از 90% حجمي، حاوي فاز كريستالين است.
مخلوط فاز كريستالين و گلاسي را خيلي سريع در آب فرو مي برد(‏quench‏ كردن). اين امر موجب خرد شدن و ايجاد ذرات كوچك مي شود. ماده محصول تحت عنوان ‏frit‏ شناخته شده و به پروسه انجام شده ‏fritting‏ گفته مي شود. جهت مشابهت با دندان هاي طبيعي، در اين مرحله رنگدانه هايي به صورت اكسيد هاي افزودني فلز نيز اضافه مي شود. براي مثال اكسيدهاي آهن بعنوان رنگ قهوه اي،اكسيد مس بعنوان رنگ سبز،اكسيد تيتانيوم بعنوان رنگ زرد-قهوه اي،اكسيد كبالت بعنوان رنگ آبي.
جهت تهيه يك پرسلن سراميك-فلز ازتكنيك هاي زيادي استفاده مي شود:
‏Compaction-1‎
براي ايجاد يك پرسلن قوي با حداقل انقباض، متراكم كردن ذرات داراي اهميت زيادي است. در اين روش پودر پرسلن با آب و باندر تركيب شده و توليد يك ماده خميري مانند مي كند. از اين خمير يك قالب الاستومريك گرفته مي شود ‏‎;‎‏ جهت جداسازي آسان پرسلن از قالب، آن را با ورقه هاي نازك پلاتين مي پوشاند.‏
‏ روش هاي زيادي جهت متراكم كردن ذرات وجود دارد از جمله: ‏‎ ,spatulation ,brush application .vibrating‏ ‏
در روش ‏spatulation‏ پرسلن مرطوب را با يك كارتك صاف مي كند تا آب اضافي به سطح آمده و با يك دستمال آن را جذب مي كند. در روش ‏brush application‏ جذب آب توسط پودر پرسلن خشك بر اساس جذب موئينه انجام مي شود‏‎;‎‏ به اين صورت كه پودر خشك با يك قلم مو در ناحيه اي از پرسلن مرطوب بكار مي رود و هنگاميكه آب به سمت ناحيه خشك كشيده شد، ذرات مرطوب به سمت يكديگر كشيده مي شود. در روش ‏vibrating‏ مخلوط پرسلن مرطوب به آساني ويبره مي شود تا ذرات با يكديگر ته نشين شوند‎;‎‏ سپس آب اضافي با يك ماده جاذب گرفته مي شود.‏
‏2-‏Sintering
زينترينگ روندي است كه منجر به اتصال ذرات پرسلن در درجه حرارت بالا مي شود تا يك توده پيوسته را تشكيل دهد( شكل4). بدليل هدايت حرارتي ضعيف پرسلن، لايه هاي خارجي سريعتر از لايه هاي داخلي تر زينتر شده و به اصطلاح ‏overfuse‏ مي شوند‏‎;‎‏ لذا از حرارت هاي خيلي سريع بايد پرهيز كرد.‏
در طي روند زينترينگ حضور حباب هاي گاز و هوا در پرسلن هاي ‏air-fire‏ شده موجب ايجاد تخلخل و تاثير نامطلوب بر روي استحكام و خواص نوري پرسلن مي شود. جهت به حداقل رساندن اين مسئله از تكنيك ‏vacuum-firing‏ استفاده مي شود. در اين روش پرسلن سراميك-فلز تحت خلاء ‏fire‏ مي شود. به اين صورت كه فشار داخل كوره تا 0.1‏Atm ‎‏ ‏‎ ‎پائين آورده شده و درجه حرارت تا درجه حرارت پخت بالا برده مي شود ‏‎;‎‏ سپس خلاء آزاد شده و فشار كوره به 1‏Atm ‎‏ باز گردانده مي شود.‏
‏3-‏Glazing
با وجود همه تلاش ها در مرحله زينترينگ وجود مقداري تخلخل در پرسلن پخته شده طبيعي است‎;‎‏ كه در مواردي حتي در سطح پرسلن نيز ديده مي شود. اين تخلخل ها اجازه ورود به باكتري ها و مايعات دهاني را داده كه مي تواند منجر به توليد پلاك ها شود. براي جلوگيري از اين امر، يك لايه نازك شيشه اي در طي عمليات ‏glazing‏ بر روي سطح پرسلن كشيده مي شود. درجه حرارت و زمان ‏glazing‏ بسته به نوع حرارت متفاوت است.
‏
پرسلن هاي تمام سراميك
پرسلن هاي تمام سراميك از لحاظ زيبايي، رنگ و ترانسلوسنسي با دندان هاي طبيعي قابل مقايسه است. اولين كراون هاي تمام سراميك ‏porcelain jacket crown‏ ها بود كه بر روي يك ماتريكس از جنس پلاتين ساخته مي شد. عيب اصلي پرسلن هاي اوليه پائين بودن قدرت آن ها بود. به همين دليل از آن ها بيشتر در دندان هاي قدامي كه استرس كمتري را تحمل مي كند استفاده مي شد. جهت افزايش قدرت پرسلن هاي تمام سراميك از دو نوع سراميك جهت ساخت آن ها استفاده شد. بدين صورت كه ‏Core‏ توسط يك سراميك با قدرت بالا ساخته شده و سپس توسط سراميك ديگري با قدرت كمتر ولي زيبايي بيشتر پوشيده مي شد. اين تكنيك تا حد زيادي شبيه به تكنيك ساخت پرسلن هاي سراميك-فلزبود. روش ديگر استفاده از سراميكي بود كه تركيبي از قدرت و زيبايي را شامل مي شد. ‏High-strength ceramic core‏ براي اولين بار در سال 1965 توسط ‏Mclean‏ معرفي شد كه به جاي استفاده ازپرسلن فلدسپاتيك از پرسلن تقويت شده با آلومينا استفاده شده بود و تقريبا 40 درصد قوي تر از پرسلن هاي فلدسپاتيك بود. در حال حاضر قويترين پرسلن هاي تمام سراميك ‏In-ceram‏ ها مي باشد كه تقريبا 4 برابر قويتر از ‏alumina core‏ هاي اوليه است. به همين دليل از آن ها در محل هاي ‏high-stress‏ استفاده مي شود. در برخي كارخانجات براي بالا بردن قدرت پرسلن خود از سراميك هاي شيشه اي استفاده مي شود. مارك تجاري ‏Dicor‏ يكي از اين سيستم ها مي باشد. پرسلن ‏Dicor‏ پس از ‏casting‏ شفاف بوده و در يك پروسه يازده ساعته بسيار دقيق و حساس قرار مي گيرد تا كريستال هاي ميكا(‏Mica‏ ) رشد كرده و قدرت پرسلن را افزايش دهد. از سراميك هاي شيشه اي مي توان به ‏Dicor-MGC‏ كه در سيستم هاي ‏CAD-CAM‏ بكار برده مي شود نيز اشاره كرد. ساير كارخانجات براي تقويت پرسلن از ‏Leucite‏ استفاده مي شود. ‏Leucite‏ در پرسلن هاي سراميك-فلز براي افزايش ضريب انبساط حرارتي سراميك بكار برده مي شود. سيستم هايي كه به طور شايع در آنها از كريستال هاي ‏Leucite‏ براي تقويت پرسلن استفاده مي شود عبارتند از:‏
Optec HSP
Cerinate
IPS-Empress‏
بر حسب تكنيك بكارگيري شده جهت ساخت پرسلن هاي تمام سراميك، مواد تمام سراميك استفاده شده در ساخت اين نوع پرسلن ها را مي توان به شكل زيردسته بندي كرد:
1-مواد تمام سراميك ‏sinter‏ شده
2- مواد تمام سراميك حرارت داده شده تحت فشاريا‏heat pressing‏
3- مواد تمام سراميكslip cast‏
‏
مواد تمام سراميك ‏sinter‏ شده
دو نوع اصلي از مواد تمام سراميك ‏sinter‏ شده عبارتند از:
1- پرسلن فلدسپاتيك تقويت شده با لوسايت‏
‏2- سراميك با بيس آلومينا(شكل5)‏
لوسايت به عنوان يك فاز تقويت كننده عمل مي كند و موجب افزايش استحكام خمشي و فشاري در پرسلن مي شود. مقدار زياد لوسايت در ماده به ضريب انبساط حرارتي بيشتر آن كمك مي كند. بعلاوه عدم انطباق زياد انبساط حرارتي بين لوسايت و فاز گلاسي موجب گسترش استرس و ايجاد ترك مي شود.‏
آلومينا داراي مدول الاستيسيته بالايي(350‏Gpa‏) مي باشد. لذا پراكندگي آن در ماتريكس گلاسي با ضريب انبساط حرارتي مشابه موجب استحكام قابل ملاحظه ‏core‏ مي شود. اين افزايش استحكام بدليل باند عالي بين فاز گلاس و آلومينا مي باشد. پرسلن هاي ‏alumina core‏ اوليه داراي 40-60 % آلومينا بود. در اين پرسلن ها ‏Core ‎‏ بر روي فويل پلاتيني پخته شده و سپس با ‏match-expantion‏ پرسلن ونير مي شد ولي امروزه مستقيما بر روي ‏refractory die‏ پخته مي شود.
‏
مواد تمام سراميك حرارت داده شده تحت فشارياheat pressing
در روش ‏heat pressing‏ از فشار خارجي براي پخت پرسلن در درجه حرارت هاي بالا استفاده مي شود. به اين ترتيب از تشكيل تخلخل هاي بزرگ جلوگيري شده كه اين امر منجر به بهبود خواص مكانيكي و دانسيته بالاي پرسلن مي شود(شكل6). دو نوع اصلي از مواد تمام سراميك ‏heat pressing‏ شده عبارتند از:‏
‏1- سراميك هاي با بيس لوسايت(شكل7)‏
‏2- سراميك هاي با بيس ليتيوم-دي سيليكات(شكل8)‏
مواد حاوي ليتيوم-دي سيليكات (‏Li2Si2O5‎‏) به عنوان فاز كريستالين اصلي است و مزيت عمده آن ها استحكام خمشي(350‏Mpa‏) بالاي آن ها است كه محدوده كاربرد آن ها را گسترده تر كرده است.
‏
مواد تمام سراميكslip cast
اين روش شامل كندانس كردن6 ‏slip‏ پرسلن آبي بر روي ‏refractory die‏ مي باشد. تخلخل ‏refractory die‏ به وسيله جذب آب از ‏slip‏ در اثر عمل موئينگي به تراكم كمك مي كند. پرسلن در درجه حرارت بالا بر روي ‏refractory die‏ پخته مي شود و سپس در داخل ‏core‏ متخلخل ‏fire‏ شده گلاس، فيلتر مي شود. به اين ترتيب كه گلاس ذوب شده در درجه حرارت بالا بر اثر عمل موئينگي به داخل تخلخل ها كشيده مي شود. مزيت اصلي اين نوع سراميك ها استحكام بالاي آن ها است واز جمله معايب آن زمان ساخت طولاني آن ها مي باشد. دو نوع اصلي از مواد تمام سراميك ‏slip cast‏ شده عبارتند از:‏
‏1- سراميك هاي با بيس آلومينا
2- سراميك هاي با بيس اسپاينل و زير كونيا
استحكام خمشي ماده آلوميناي ‏slip cast‏ شده در حدود 450‏Mpa‏ مي باشد. محتواي آلوميناي ‏slip‏ بيش از 90% بوده و سايز ذرات آن بين 0.5-3.5‏‎µm ‎‏ مي باشد. ‏

تقويت كردن پرسلن هاي سراميكي
يكي از راه هاي جلوگيري از شكست پرسلن، بكارگيري پروسه هاي تقويتي است:‏

Ion exchange
Thermal tempering
Prevention of stress-corrosion
Ion exchange

در اين روش يك پوسته فشرده به روي سراميك تشكيل مي شود كه از گسترش ترك جلوگيري مي كند. در فلز گلاسي يون هاي كوچكتر جاي خود را به يون هاي بزرگتر داده و به اين ترتيب يك لايه فشرده تشكيل مي شود. در اين روش معمولا از ‏bath‏ هاي نمك نيترات مذاب استفاده مي شود. سراميك به درون ‏bath‏ نمك مذاب در درجه حرارتي پائين تر از دماي شيشه اي شدن(‏transition temperature‏) ريخته مي شود. در اين درجه حرارت شيشه هنوز سخت است. اگرچه حرارت براي حركت سريع يون ها كافي است ولي تنها يون قليايي مي تواند فاصله لازم را طي كند. نمك مذاب بايد به گونه اي انتخاب شود كه در حاليكه يون هاي بزرگ جانشين يون هاي كوچك مي شود، كاتيون هاي كوچك به درون ‏bath‏ نفوذ كند. در پرسلن هاي فلدسپاتيك يون هاي پتاسيم از ‏KNO3 bath‎‏ جايگزين يون هاي سديم مي شود. بدليل اشغال فضاي بيشتر يون هاي پتاسيم نسبت به يون هاي سديم، شبكه سيليكاتي به يكديگر فشرده شده و يك لايه متراكم تشكيل مي شود. با اين روش قدرت پرسلن فلدسپاتيك حدود 4% افزايش مي يابد.‏

Thermal tempering

در اين روش شيشه به سرعت سرد مي شود و در سطح شيشه ايجاد يك لايه فشرده و متراكم مي كند.

Prevention of stress-corrosion

در يك محيط مرطوب قدرت سراميك كاهش مي يابد. اين كاهش قدرت به دليل واكنش شيميايي است كه بين سراميك و آب رخ داده و باعث افزايش اندازه ترك مي شود. اين پديده ‏stress corrosion‏ يا ‏static fatigue‏ نام دارد. گزارش مي شود كه مقاومت سراميك در برابر شكستگي در آب تا حدود 30% كاهش مي يابد. يرخي از سيستم هاي سراميكي مانند ‏Renaissance‏ فويل فلزي دارند كه از نفوذ رطوبت به سطح داخلي و در نتيجه از شكست جلوگيري مي كند.
‏ نویسنده: مهندس ريحانه نقابت شيرازي

پرسلن دنداني

مطالب مشابه :

شکل شبکه ی کریستالی Bcc

پرسلن دنداني

بدون برق و باطری رادیو بسازید!

آ شناي با تر موستات و طرز كا رآن

انواع سنگ

گام به گام از خواستگاري تا پاتختي-تزيين نقل‌هاي يادبود

كنترل و كاهش مواجهه با گردوغبار سيليس در كارگاهها و كارخانجات داراي پتانسيل آلايندگي

بررسي اجمالي مواد آمورف مورد استفاده در هسته ترانسفورماتور توزيع (مقاله)

پارامتر شبکه در مواد